JP5170855B2 - 蛍光表示管 - Google Patents

Description

本発明は蛍光表示管に関し、特に陽極間スペースが１００μｍ以下の陽極パターンを有する蛍光表示管に関する。

電卓、オーディオ、家電製品、計測器、医療機器などの表示部に所定のパターンあるいはグラフィックを表示する表示素子や、バックライト、プリンタヘッド、ファックス用光源、複写機用光源などの各種光源、平面テレビ等に自発光型の素子として蛍光表示管が多用されている。

蛍光表示管について図２により説明する。図２は蛍光表示管の断面図である。
蛍光表示管１は、陽極基板７と、この陽極基板７上方にグリット８と陰極９とを設け、フェースガラス１０およびスペーサガラス１１を用いて封着して真空引きして形成される。
陽極基板７は、ガラス基板２上に配線層３を形成した後、スルーホール４ａを除くほぼ全面にわたって絶縁層４を形成し、スルーホール４ａを介して電気的に接続された陽極層５がパターンとして形成され、この陽極層５上に、蛍光体層６を形成したのち焼成して得られる。
陽極層５は、陽極ペーストを印刷塗布するスクリーン印刷法により陽極パターンが形成されている。

従来の陽極ペーストを用いるスクリーン印刷法では、陽極ペーストの粘度、チキソトロピック性などに起因する印刷だれやニジミを生じるため、陽極間スペースが狭くなるほど陽極間タッチが発生しやすくなる。したがって、スクリーン印刷法による場合には、形成できる陽極間スペースは略１３０μｍ程度までであり、陽極間スペース１００μｍ以下の場合における陽極間タッチの発生を防ぐことは困難である。

スクリーン印刷法に代わるパターン形成方法として、フォトリソグラフィー技術を用いる方法がある（特許文献１）。しかしながら、スクリーン印刷法用陽極材料の導電性カーボンをそのまま使用してフォトリソグラフィー法で陽極パターンを形成しようとすると、導電性カーボン自体が光を吸収してしまうため、フォトリソグラフィー法によるパターンの形成が困難であり、陽極間スペース１００μｍ以下の陽極パターンを有する蛍光表示管が得られないという問題がある。
特開２００５−１９４１２０号公報

本発明は、このような問題に対処するためになされたものであり、フォトリソグラフィー法により形成され、陽極間スペースが１００μｍ以下の陽極パターンを有する蛍光表示管の提供を目的とする。

本発明の蛍光表示管は、フォトリソグラフィー法によりパターン形成される陽極層と、この形成された陽極層上に蛍光体層とを有する蛍光表示管であって、上記陽極層は、粒状導電性金属粉末とフリットガラス粉末との焼成体であることを特徴とする。
また、上記粒状導電性金属粉末およびフリットガラス粉末の平均粒子径がそれぞれ１〜３０μｍであることを特徴とする。
また、上記粒状導電性金属粉末が粒状アルミニウム金属粉末であることを特徴とする。
また、上記粒状アルミニウム金属粉末および上記フリットガラス粉末の合計量に対して、上記フリットガラス粉末が１５〜４０重量％配合されていることを特徴とする。

本発明に係る蛍光表示管の陽極層は、フォトリソグラフィー法によるので、パターン形成時に印刷だれやニジミが生じ難くなる。また、粒状導電性金属粉末、特に粒状アルミニウム金属粉末と、フリットガラス粉末とを用いるので、フォトリソグラフィー時にカーボン材料のように照射光を吸収することなく高精細パターンを形成することができる。

本発明に用いることができる粒状導電性金属粉末は、純金属または導電性金属酸化物の粉末含む。
純金属としては、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、チタン、ニッケル等の金属が挙げられる。上記金属は単独でも２種以上混合してもよい。この中でアルミニウムまたは銀等蛍光表示管の配線層に用いることができる金属の粉末が好ましく、特に高精細パターンには薄膜アルミニウム配線が用いられているため、同材料であるとの理由で、アルミニウムが好ましい。
また、導電性金属酸化物としては、酸化銀、酸化銅、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ニッケル、酸化インジウム等が挙げられる。上記金属酸化物は単独でも２種以上混合してもよい。また、アルミニウム、銀等の純金属に混合して使用することができる。

金属粉末の形状としては粒状が好ましく、より好ましくは球状である。粒状であるとフォトリソグラフィー法を用いてパターン形成するときに高精細パターンが得られやすくなる。
金属粉末の平均粒子径は１〜３０μｍ以下であり、好ましくは１μｍ〜２０μｍ、より好ましくは１μｍ〜１５μｍである。平均粒子径が３０μｍをこえると、粒子径自体の大きさで高精細パターンの形成が妨げられる。１μｍ未満であるとフォトリソグラフィー法を用いてパターン形成するには、バインダー樹脂量を増やす必要があり、結果として陽極層としての電気伝導性が低下する。

本発明に用いることができるフリットガラス粉末は、５００℃〜６００℃の軟化点を有するフリットガラス粉末であれば使用できる。
フリットガラス粉末は、平均粒子径として１〜３０μｍであることが好ましい。平均粒子径が３０μｍをこえると、粒子径自体の大きさで高精細パターンの形成が困難となる。また１μｍ未満では、バインダー樹脂量を増やす必要があり、金属粉末との焼成後、陽極層としての電気伝導性が低下する。

粒状導電性金属粉末とフリットガラス粉末との配合割合は、金属粉末とガラス粉末との合計量に対して、フリットガラス粉末が１５〜６０重量％、好ましくは１５〜５０重量％、より好ましくは１５〜４０重量％である。フリットガラス粉末が１０重量％未満であると、焼成後の付着強度が不十分となり、金属粉末が脱落する。また、６０重量％をこえると電気導電性が低下し、陽極パターン上に形成される蛍光体の発光輝度が低下する。

フォトリソグラフィー法により陽極層を形成するために用いられる陽極ペーストは、粒状導電性金属粉末とフリットガラス粉末とを感光性ビヒクルに加えて、ロールミル、ボールミルなど公知の方法を用いて混練することにより得られる。
感光性ビヒクルは紫外線、電子線、可視光線などの光を照射されることにより、溶媒に対する溶解性が変化する樹脂である。光照射部分が溶解性となるポジ型、光照射部分が架橋して非溶解性となるネガ型のビヒクルのいずれも使用できる。

蛍光表示管の陽極基板に形成される陽極層は、配線層および絶縁層が形成された基板上にほぼ全面にわたって上記陽極ペーストを用いて厚膜を形成し、この厚膜をマスクパターンを介して露光・現像することによりパターニングした後、さらに５００〜６００℃で焼成することによりバインダー樹脂が揮散して陽極層が形成される。５００℃未満であると、アルミニウム配線層と導電性粒子との相互作用が十分に行なわれず、また６００℃をこえると相互作用が過剰となり、アルミニウム金属層が破断するおそれがある。
なお、陽極基板の製造工程におけるアルミニウム配線層形成工程、絶縁層形成工程、蛍光体層形成工程等は、周知の工程を採用できる。

実施例１〜実施例３、比較例１および比較例２
感光性ビヒクルに、表１に示す粒子形状および平均粒子径の異なるアルミニウム金属粉末、フリットガラス粉末（平均粒子径 ５μｍ、ノリタケ機材（株）製）を配合し、混練して陽極ペーストを得た。なお、鱗片状アルミニウム金属粉末は（株）レアメタリックのものを、粒状アルミニウム金属粉末は（株）高純度化学研究所のものをそれぞれ用いた。また、フリットガラス粉末の配合量は、フリットガラス粉末とアルミニウム金属粉末との合計量に対して、２７重量％である。
得られた陽極ペーストをガラス基板の全面に、スクリーン印刷法により形成した。
次いで、陽極間スペース１００μｍの陽極パターンを備えた露光マスクを介して、露光した後、現像してパターンを形成した。なお、各比較例はパターン形成ができなかった。
パターンが形成されたガラス基板を５９０℃で焼成して陽極パターンを得た。この陽極パターンの電気抵抗値および膜厚さを測定した。結果を表１に示す。

表１に示すように、アルミニウム金属粉末が粒状で、平均粒子径が３０μｍ以下の場合に陽極パターンが形成できた。
なお、アルミニウム等の平均粒径については、測定装置としてレーザー回析／散乱式粒度分布測定装置を使用した。以後の実施例についても同一装置により測定した。

実施例４〜実施例８、比較例３および比較例４
実施例３で用いた粒状アルミニウム金属粉末およびフリットガラス粉末を用いて、このフリットガラス粉末の配合量を変化させて、実施例３と同一の方法で陽極パターンを形成し、この陽極パターン上にＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体を印刷後焼成することにより形成し、蛍光表示管を組み立て、管球化後の発光輝度を測定した。結果を表２に示す。なお、発光輝度はフリットガラスの配合量が１８重量％のときの発光輝度を１００として表した。

表２に示すように、フリットガラスの配合量を３９重量％とした場合であっても発光輝度への影響は殆どなかった。

実施例９〜実施例１２、比較例５
実施例３で用いた陽極ペーストおよび超高圧水銀灯を用いて、表３に示す陽極間スペースの条件を備えた露光マスクで、実施例３と同一の方法で陽極パターンを形成した。パターンタッチが発生しない場合をパターン形成可と評価した。結果を表３に示す。なお、比較例５は従来のスクリーン印刷法により陽極パターンを形成した例である。
また、陽極パターン断面図を図１に示す。図１（ａ）は本発明に係る粒状アルミニウム粉末を用いた陽極層５ａの陽極パターン断面図であり、図１（ｂ）は粒状アルミニウム粉末に代わり、従来のカーボン陽極層５ｂの陽極パターン断面図である。

表３に示すように、印刷法では形成困難な陽極間スペース１００μｍ以下の陽極パターンが各実施例では容易に形成できた。
また、図１に示すように、本発明に係る粒状アルミニウム粉末を用いた陽極層５ａの陽極パターン断面に比べて、従来のカーボン陽極層５ｂの陽極パターン断面はパターンタッチ５ｃが見られる。

本発明の蛍光表示管は、陽極層がフォトリソグラフィー法によるので、パターン形成時に印刷だれやニジミが生じ難くなり、高精細パターンを形成することができるので、今後より表示品位の向上が求められる蛍光表示管として利用できる。

陽極パターン断面図である。 蛍光表示管の断面図である。

符号の説明

１ 蛍光表示管
２ ガラス基板
３ 配線層
４ 絶縁層
５ 陽極層
６ 蛍光体層
７ 陽極基板
８ グリッド
９ 陰極
１０ フェースガラス
１１ スペーサガラス

Claims (2)

1. フォトリソグラフィー法によりパターン形成される陽極層と、この形成された陽極層上に蛍光体層とを有する蛍光表示管であって、
   前記陽極層は、粒状導電性金属粉末とフリットガラス粉末との焼成体であり、
   前記粒状導電性金属粉末およびフリットガラス粉末の平均粒子径がそれぞれ１〜３０μｍであり、
   前記粒状導電性金属粉末が粒状アルミニウム金属粉末であることを特徴とする蛍光表示管。
2. 前記粒状アルミニウム金属粉末および前記フリットガラス粉末の合計量に対して、前記フリットガラス粉末が１５〜４０重量％配合されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管。

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